Установка радиографического контроля сварных швов заглушек к оболочкам тепловыделяющих элементов

 

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к технологическим устройствам топливного цикла методом радиографического контроля сварного шва заглушки к оболочке тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ), и может быть использовано при контроле сварного шва электронно-лучевой сварки нижней заглушки ТВЭЛ из циклического сплава. Сущность изобретения заключается в том, что стол контроля снабжен подпружиненными, регулируемыми по высоте, ложементами из полимерного материала для укладки в них оболочек ТВЭЛ, роликовым верхним прижимом оболочек к подвижной плоской опоре с прорезиненной поверхностью, содержащей передачу винт-гайка, зубчатую передачу, двигатель электрический, копир, датчик электрический и датчики электрические крайних положений, каретка снабжена передачей реечной смещения относительно сварных швов, двигателем электрическим, копиром, датчиком электрическим и размещенной в ней пленкой, над кареткой с пленкой в столе контроля выполнена прорезь шириной, достаточной для выполнения на пленке, по крайней мере, четырех снимков четырех участков сварных швов. Технический результат: повышение контроля сварных швов оболочек с заглушками и обеспечение надежности эксплуатации ТВЭЛ в активной зоне ядерного реактора. 6 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях изготовления оболочек для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), а более конкретно к радиографическому контролю сварного шва электронно-лучевой сварки нижней заглушки к оболочке из циркониевых сплавов Известно, что действующие автоматические линии изготовления ТВЭЛ оснащены механизмами ультразвукового контроля сварного шва электронно-лучевой сварки нижней заглушки к оболочке из циркониевых сплавов (см., например, патент Российской Федерации 2070740, MПK G 21 C 21/02 от 17.05.94 г., опубликован 20.12.1996 г. "Автоматическая линия изготовления ТВЭЛ"). Опыт эксплуатации ультразвуковых установок показал, что при ультразвуковом контроле на выявляемость пор в сварном шве большое влияние оказывает их геометрическая форма. Чечевицеобразные и вытянутые поры практически не выявляются при их неблагоприятном расположении относительно фронта ультразвуковой волны. Для выявления пор не сферической формы необходимо проводить их "озвучивание" под разными углами, с разных сторон, что сильно усложняет конструкцию установки и резко снижает производительность контроля (см. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов, кн. 2, под редакцией Ф.Г. Решетникова - М.: Энергоатомиздат, 1995 г. с.271-274). Согласно требованиям, предъявляемым к сварным швам на ТВЭЛах, на их сварных соединениях не допускаются дефекты, размеры которых превышают значения, указанные в конструкторской документации, или дефекты, не соответствующие контрольным образцам внешнего вида (см. там же с.267).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка радиографического контроля сварных швов оболочек с заглушками ТВЭЛ, содержащая стол контроля, рентгеновскую трубку просвечивания сварных швов, каретку, размещенную в поле действия рентгеновских лучей, перемещаемую по направляющим, устройство поворота оболочек вокруг своих осей, пленку, размещенную под сварными швами оболочек с заглушками, негатоскоп в виде проектора с экраном и координатный стол (см. там же с.268-271). Конструкция герметизирующего сварного шва ТВЭЛа очень неблагоприятна для радиографии, так как толщина просвечиваемого материала изменяется от максимума (по диаметру) до нуля (по касательной). При этом полезная информация о качестве сварного шва получается лишь на двух диаметрально противоположных участках (см. там же, рис.21,9, с.269), что не дает полной объективной картины качества сварного шва. В установке-прототипе каретка предназначена для укладки на нее оболочек ТВЭЛов и перемещения по направляющим. Конструкция механизма поворота оболочек вокруг своих осей не раскрыта, а для получения объективных снимков на пленке требуется весьма точный поворот вокруг своей оси всего ряда оболочек на определенный угол, а приблизительный поворот дает приблизительный результат. Оболочки для ядерного реактора ВВЭР-1000 имеют длину ~4м и практически нулевую осевую жесткость, что в процессе их транспортировки не исключает прогиб, а при укладке на стол контроля возможен их перекос относительно друг друга. При повороте вокруг своей оси таких оболочек возможно их расположение в зоне просвечивания рентгеновскими лучами либо с приближением сварного шва оболочки к рентгеновской трубке, либо с удалением из-за возможной кривизны оболочки, что снизит качество изображения сварных швов на пленке.

Технической задачей изобретения является повышение качества контроля сварных швов оболочек с заглушками и обеспечение при этом надежности и длительности эксплуатации ТВЭЛ в активной зоне ядерного реактора.

Эта техническая задача решается тем, что в установке радиографического контроля сварных швов оболочек с заглушками ТВЭЛ, содержащей стол контроля, рентгеновскую трубку просвечивания сварных швов, каретку, размещенную в зоне действия рентгеновских лучей, перемещаемую по направляющим, устройство поворота оболочек вокруг своих осей, пленку, размещенную под сварными швами оболочек с заглушками, негатоскоп в виде проектора с экраном и координатный стол, согласно изобретению стол контроля снабжен подпружиненными регулируемыми по высоте ложементами из полимерного материала для укладки в них оболочек ТВЭЛ, роликовым верхним прижимом оболочек к подвижной плоской опоре с прорезиненной поверхностью, содержащей передачу винт-гайка, зубчатую передачу, двигатель электрический, копир, датчик электрический и датчики электрические крайних положений, каретка снабжена передачей реечной смещения относительно сварных швов, двигателем электрическим, копиром, датчиком электрическим и в ней размещена пленка, над кареткой с пленкой в столе контроля выполнена прорезь шириной, достаточной для выполнения на пленке, по крайней мере четырех снимков - четырех участков сварных швов.

Такое выполнение конструкции установки позволит решить поставленную техническую задачу по повышению качества контроля сварных швов оболочек с заглушками и обеспечить при этом надежность и длительность эксплуатации ТВЭЛ в активной зоне ядерного реактора.

На чертежах представлена установка радиографического контроля сварных швов заглушек к оболочкам ТВЭЛ, где: на фиг.1 - общий вид установки, на фиг.2 - роликовый прижим, на фиг.3 - устройство поворота пучка оболочек вокруг своих осей, на фиг.4 - каретка с пленкой, на фиг.5 - каретка с пленкой, вид с торца, на фиг.6 - ложемент.

Установка радиографического контроля сварных швов заглушек к оболочкам ТВЭЛ содержит стол 1 контроля, рентгеновскую трубку 2 просвечивания сварных швов 3, каретку 4, размещенную в поле действия рентгеновских лучей, перемещаемую по направляющим, устройство поворота оболочек 5 вокруг своих осей, пленку 6, размещаемую под сварными швами 3 оболочек 5 с заглушками 7, негаскоп в виде проектора с экраном и координатным столом (не показаны). Стол 1 контроля снабжен подпружиненными регулируемыми по высоте ложементами 8 из полимерного материала для укладки в них оболочек 5 ТВЭЛ, роликовым верхним прижимом 9 оболочек 5 к подвижной опоре 10 с прорезиненной поверхностью, содержащей передачу 11 винт-гайка, зубчатую передачу 12, двигатель 13 электрический, копир 14, датчик 15 электрический и датчики 16, 17 крайних положений. Каретка 4 снабжена передачей 18 реечной смещения (направляющие) относительно сварных швов 3, двигателем 19 электрическим, копиром 20, датчиком 21 электрическим и в ней размещена пленка 6. Над кареткой 4 в столе 1 контроля выполнена прорезь 22 с шириной, достаточной для выполнения на пленке 6, по крайней мере четырех снимков - четырех участков сварных швов 3.

Установка радиографического контроля сварных швов заглушек к оболочкам ТВЭЛ работает следующим образом.

На стол 1 контроля на подпружиненные регулируемые по высоте ложементы 8 из полимерного материала укладывают в ряд оболочки 5 так, чтобы под сварными швами 3 оболочек 5 к заглушкам 7 находилась пленка 6, размещенная в каретке 4, а над сварными швами 3 находилась прорезь 22 стола 1 контроля и рентгеновская трубка 2 над прорезью 22. Ширину прорези 22 выбирают достаточной для выполнения четырех снимков на одну пленку 6. Закрепляют ряд оболочек 5 роликовым верхним прижимом 9 к плоской опоре 10 с прорезиненной поверхностью. После просвечивания сварных швов 3 пучок оболочек 5 поворачивают на 45^o путем смещения плоской опоры 10 перпендикулярно осям оболочек 5. При этом благодаря прорезиненной поверхности смещаемой опоры 10 оболочки 5 поворачиваются вокруг своей оси на роликах роликового прижима 9 с помощью передачи 11 винт-гайка, зубчатой передачи 12, электрического двигателя 13, копира 14, датчика 15 электрического и датчиков 16, 17 крайних положений Одновременно с этим каретка 4 с пленкой 6 с помощью реечной передачи 18, двигателя 19 электрического, копира 20 и датчика 21 электрического смещается относительно сварных швов 3. Третье и четвертое смещение каретки с пленкой и третий и четвертый поворот оболочек вокруг своих осей повторяют аналогично. Просвечивание сварных швов ведут совместно с сварным швом эталона. После обработки пленки проводят сравнение на негатоскопе и координирующем столе снимков сварных швов 3 и сравнивают с эталоном. Брак по сварным швам выводят из процесса.

Формула изобретения

Установка радиографического контроля сварных швов оболочек с заглушками тепловыделяющих элементов, содержащая стол контроля, рентгеновскую трубку просвечивания сварных швов, каретку, размещенную в поле действия рентгеновских лучей, перемещаемую по направляющим, устройство поворота оболочек вокруг своих осей, пленку, размещенную под сварными швами оболочек с заглушками, негатоскоп в виде проектора с экраном и координатным столом, отличающаяся тем, что стол контроля снабжен подпружиненными, регулируемыми по высоте, ложементами из полимерного материала для укладки в них оболочек тепловыделяющих элементов, роликовым верхним прижимом оболочек к подвижной плоской опоре с прорезиненной поверхностью, содержащей передачу винт-гайка, зубчатую передачу, двигатель электрический, копир, датчик электрический и датчики электрические крайних положений, каретка снабжена передачей реечной смещения относительно сварных швов, двигателем электрическим, копиром, датчиком электрическим, и в ней размещена пленка, над кареткой с пленкой в столе контроля выполнена прорезь шириной, достаточной для выполнения на пленке, по крайней мере, четырех снимков четырех участков сварного шва.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6